(57)【要約】【課題】構造が簡単で、かつ信頼性に優れた圧電デバイスを提供すること。【解決手段】圧電振動子１は、傾斜するように固定された圧電振動片２と、これを収納するパッケージ３とを有している。また、導電性接着剤３９ｂを介して、圧電振動片２の接続電極２３ｂとパッケージ３のマウント電極３４ｂとの間が固定されるとともに、電気的に接続される。また、導電性接着剤３９ｂは、その内部に支持体としてワイヤ３８ｂを包含している。このワイヤ３８ｂの上端部は、圧電振動片２の接続電極２３ｂに接している。これにより、圧電振動片２は、ワイヤ３８ｂにより下方から支持されることにより、その傾斜角度が規定される。このワイヤ３８ｂは、マウント電極３４ｂに対してワイヤボンディング技術により設置されることが好ましい。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電振動片と、前記圧電振動片を収納するパッケージとを有する圧電デバイスであって、
前記圧電振動片は、前記パッケージに対して傾斜するように、支持体により片持ち支持されており、
前記支持体が、前記圧電振動片に接触するように設けられたワイヤを有していることを特徴とする圧電デバイス。
【請求項２】
前記ワイヤは、その少なくとも２箇所がワイヤボンディングにより前記パッケージに接合されており、
前記ワイヤの前記２箇所の間の頂部において、前記圧電振動片を支持している請求項１に記載の圧電デバイス。
【請求項３】
前記ワイヤの前記頂部は、アーチ状に湾曲している請求項２に記載の圧電デバイス。
【請求項４】
前記ワイヤは、前記圧電振動片が備える接続電極と前記パッケージが備えるマウント電極との間に設けられており、
前記ワイヤは、金属材料で構成され、
前記ワイヤは、前記マウント電極に接合されており、前記接続電極を支持している請求項２または３に記載の圧電デバイス。
【請求項５】
前記支持体は、さらに接着剤を有し、
前記接着剤は、前記ワイヤを覆うように設けられている請求項１ないし４のいずれかにに記載の圧電デバイス。
【請求項６】
前記圧電振動片は、長手形状のものであり、
前記ワイヤは、前記圧電振動片の長手方向に沿って配設されている請求項１ないし５のいずれかに記載の圧電デバイス。
【請求項７】
前記圧電振動片は、長手形状のものであり、
前記ワイヤは、前記圧電振動片の長手方向に離間配置された複数の箇所にそれぞれ設けられ、前記各箇所における前記ワイヤの高さが異なっている請求項１ないし５のいずれかに記載の圧電デバイス。
【請求項８】
前記圧電振動片を駆動する電子部品が前記パッケージに固定され、
前記電子部品と前記パッケージとを電気的に接続するワイヤと、前記支持体が有する前記ワイヤとが、同種の金属ワイヤで構成されている請求項１ないし７のいずれかに記載の圧電デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電デバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水晶振動子等の圧電デバイスは、一般に、基板に対して水晶振動片の一端（固定端）が固定された、いわゆる片持ち梁構造になっている。このとき、水晶振動片は、基板に対して平行ではなく、他端（自由端）側が持ち上がるように傾斜した状態で固定されることがある（例えば、特許文献１参照）。
ここで、水晶振動片の傾斜の程度は、水晶振動片の自由端が基板等に接触することのないよう、落下時の自由端の変位を考慮した上で調整されている必要がある。このため、従来では、特許文献１のように、水晶振動片の自由端と基板との間にスペーサーを一時的に介在させ、スペーサーの厚さ分だけ水晶振動片の自由端側を浮かした状態で水晶振動片を固定することが行われている。
【０００３】
また、特許文献１では、基板上に凸部が設けられており、この凸部で水晶振動片を支持することにより、水晶振動片の傾斜の程度が規定されている。
しかしながら、水晶振動片の自由端と基板との間にスペーサーを一時的に介在させる場合、水晶振動片の固定端を基板に対して固定する接着剤の硬化後にはスペーサーを除去する必要があるが、基板の形状によっては、基板とスペーサーとの干渉等により、スペーサーを除去することができないことがある。また、スペーサーとの干渉を避けるようにする場合、必然的に基板の形状が制約を受けることとなり、圧電デバイスの設計自由度の低下を招くこととなる。
【０００４】
一方、基板上に凸部を設ける場合、特許文献１には、厚膜焼成等の技術により凸部を形成することが記載されているものの、焼成に伴って厚膜の体積が収縮するため、凸部の厚さを厳密に制御することは困難である。また、凸部を形成するために、塗布、乾燥、焼成等の一連の工程を経なければならず、圧電デバイスの製造工程が複雑化することが避けられない。
【０００５】
さらには、振動片の種類やサイズ等に応じて振動片の傾斜角度を調整する必要があるが、上記のように凸部を設ける方法では、振動片に応じて異なった形状の凸部を形成する必要がある。その結果、基板（凸部）の汎用性が低下し、製造コストの上昇を招くおそれがある。
以上のようなことから、水晶振動片の傾斜の程度を厳密に制御することは極めて困難であり、したがって、信頼性の高い圧電デバイスを低コストで実現することができなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開平５−６５１９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、構造が簡単で、かつ信頼性に優れた圧電デバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
［適用例１］
本発明の圧電デバイスは、圧電振動片と、前記圧電振動片を収納するパッケージとを有する圧電デバイスであって、
前記圧電振動片は、前記パッケージに対して傾斜するように、支持体により片持ち支持されており、
前記支持体が、前記圧電振動片に接触するように設けられたワイヤを有していることを特徴とする。
これにより、圧電振動片の傾斜角度を規定する支持体を容易に設けることができるため、構造が簡単で、かつ信頼性に優れた圧電デバイスが得られる。
【０００９】
［適用例２］
本発明の圧電デバイスでは、前記ワイヤは、その少なくとも２箇所がワイヤボンディングにより前記パッケージに接合されており、
前記ワイヤの前記２箇所の間の頂部において、前記圧電振動片を支持していることが好ましい。
これにより、圧電振動片は、ワイヤにより下方から支持されることとなる。その結果、圧電振動片の傾斜角度を一義的に決定し易くなる。また、ワイヤの形状や高さを適宜設定することにより、圧電振動片の傾斜角度を容易かつ正確に調整することができる。
また、ワイヤボンディング技術によれば、極めて高い位置精度でかつ比較的簡単にワイヤを固定するとともに、その長さや高さも高精度に制御することができる。したがって、圧電振動片の傾斜角度も高精度に制御することができる。
【００１０】
［適用例３］
本発明の圧電デバイスでは、前記ワイヤの前記頂部は、アーチ状に湾曲していることが好ましい。
これにより、ワイヤの形状安定性を高めることができる。
【００１１】
［適用例４］
本発明の圧電デバイスでは、前記ワイヤは、前記圧電振動片が備える接続電極と前記パッケージが備えるマウント電極との間に設けられており、
前記ワイヤは、金属材料で構成され、
前記ワイヤは、前記マウント電極に接合されており、前記接続電極を支持していることが好ましい。
これにより、ワイヤを金属等の導電性材料で構成することにより、ワイヤを介して接続電極とマウント電極とを電気的に接続することができる。
【００１２】
［適用例５］
本発明の圧電デバイスでは、前記支持体は、さらに接着剤を有し、
前記接着剤は、前記ワイヤを覆うように設けられていることが好ましい。
これにより、パッケージに対して圧電振動片を確実に固定することができる。
また、ワイヤの変形が防止されるとともに、ワイヤがパッケージの内部空間の雰囲気に直接曝されるのを防止することができる。その結果、ワイヤの変質・劣化を抑制することができる。
【００１３】
［適用例６］
本発明の圧電デバイスでは、前記圧電振動片は、長手形状のものであり、
前記ワイヤは、前記圧電振動片の長手方向に沿って配設されていることが好ましい。
これにより、圧電振動片のワイヤによって支持される部位を、線状にすることができる。その結果、圧電振動片をより安定して支持することができ、かつ、支持される部位の面積が拡大することから、圧電振動片の傾斜角度をより厳密に規定することができる。
【００１４】
［適用例７］
本発明の圧電デバイスでは、前記圧電振動片は、長手形状のものであり、
前記ワイヤは、前記圧電振動片の長手方向に離間配置された複数の箇所にそれぞれ設けられ、前記各箇所における前記ワイヤの高さが異なっていることが好ましい。
これにより、圧電振動片の短手方向における傾きも厳密に制御することができ、圧電デバイスの特性をより安定化することができる。また、ワイヤは、頂部の高ささえ制御されていれば、ルーピング形状を厳密に制御する必要がないので、その製造容易性も高くなる。
【００１５】
［適用例８］
本発明の圧電デバイスでは、前記圧電振動片を駆動する電子部品が前記パッケージに固定され、
前記電子部品と前記パッケージとを電気的に接続するワイヤと、前記支持体が有する前記ワイヤとが、同種の金属ワイヤで構成されていることが好ましい。
これにより、圧電デバイスの部品点数を削減することができ、低コスト化および構造の簡略化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の圧電デバイスの一例である圧電振動子の実施形態を示す上面図である。
【図２】図１に示す圧電振動子の断面図である。
【図３】ワイヤの他の構成例を示す断面図および上面図である。
【図４】ワイヤの他の構成例を示す断面図および上面図である。
【図５】図２に示す圧電振動子の製造方法を説明するための図である。
【図６】本発明の電子部品付き圧電デバイスの実施形態を示す断面図である。
【図７】図６に示す電子部品付き圧電デバイスの製造方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の圧電デバイスの例として、圧電振動子および電子部品付き圧電デバイスを添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
（圧電振動子）
まず、本発明の圧電デバイスの一例として圧電振動子について説明する。
図１は、本発明の圧電デバイスの一例である圧電振動子の実施形態を示す上面図、図２は、図１に示す圧電振動子の断面図である。なお、以下の説明では、説明の便宜上、図２中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
【００１８】
図１に示す圧電振動子１は、圧電振動片２と、これを収納するパッケージ（匡体）３とを有している。
以下、このような圧電振動子１を構成する各部について、順次、詳細に説明する。
まず、圧電振動片２について説明する。
圧電振動片２は、図１または図２に示すように、長手形状をなす圧電体基板２１と、圧電体基板２１の上面に設けられた励起電極２２ａおよび接続電極２３ａと、圧電体基板２１の下面に設けられた励起電極２２ｂおよび接続電極２３ｂとを有している。
【００１９】
圧電体基板２１は、圧電材料で構成されており、かかる圧電材料としては、例えば、水晶、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、ホウ酸リチウム、チタン酸バリウム等が挙げられる。
励起電極２２ａは、圧電体基板２１の上面の中央部を覆うように設けられている。また、圧電体基板２１の上面のうち、長手方向の左側端部かつ短手方向の一端部には接続電極２３ａが設けられており、励起電極２２ａと接続電極２３ａとが配線２４ａを介して電気的に接続されている。
【００２０】
一方、励起電極２２ｂは、圧電体基板２１の下面の中央部を覆うように設けられている。また、圧電体基板２１の下面のうち、長手方向の左側端部かつ短手方向の他端部には接続電極２３ｂが設けられており、励起電極２２ｂと接続電極２３ｂとが配線２４ｂを介して電気的に接続されている。
なお、接続電極２３ａおよび接続電極２３ｂは、それぞれ圧電体基板２１の端面および反対側の面、すなわち接続電極２３ａの場合は圧電体基板２１の下面、接続電極２３ｂの場合は圧電体基板２１の上面にもそれぞれ回り込むように形成されている。
【００２１】
このような励起電極２２ａ、２２ｂに、接続電極２３ａ、２３ｂおよび配線２４ａ、２４ｂを介して電場を印加すると、圧電材料の逆圧電効果により、ある一定の周波数（共鳴周波数）で圧電体基板２１を振動させることができる。また、圧電体基板２１が振動すると、励起電極２２ａ、２２ｂの間には、圧電材料の圧電効果により、ある一定の周波数で電圧が発生する。これらの性質を利用して、圧電振動子１は、共鳴周波数で振動する電気信号を発生させることができる。
【００２２】
上記のような励起電極２２ａ、２２ｂ、接続電極２３ａ、２３ｂおよび配線２４ａ、２４ｂは、それぞれ、アルミニウム、アルミニウム合金、銀、銀合金、クロム、クロム合金等の導電性に優れた金属材料により形成することができる。
また、これらの電極の形成方法としては、スパッタリング法、真空蒸着法等の物理成膜法、ＣＶＤ等の化学蒸着法、インクジェット法等の各種塗布法等が挙げられる。
【００２３】
次いで、圧電振動片２を収容・固定するパッケージ３について説明する。パッケージ３は、その平面視にて略長方形状をなしている。このようなパッケージ３は、図２に示すように、板状のベース基板３１と、枠状の枠部材３２と、板状の蓋部材３３とを有している。ベース基板３１、枠部材３２および蓋部材３３は、下方からこの順で積層されており、ベース基板３１と枠部材３２および枠部材３２と蓋部材３３は、それぞれ接着剤あるいはろう材等により接合されている。そして、パッケージ３は、ベース基板３１、枠部材３２および蓋部材３３で画成された内部空間Ｓに、圧電振動片２を収納している。なお、図１では、蓋部材３３の図示を省略している。
【００２４】
ベース基板３１の構成材料としては、絶縁性（非導電性）を有しているものが好ましく、例えば、各種ガラス、酸化物セラミックス、窒化物セラミックス、炭化物系セラミックス等の各種セラミックス材料、ポリイミド等の各種樹脂材料などを用いることができる。
また、枠部材３２および蓋部材３３の構成材料としては、例えば、ベース基板３１と同様の構成材料、Ａｌ、Ｃｕのような各種金属材料、各種ガラス材料等を用いることができる。特に、蓋部材３３の構成材料として、ガラス材料等の光透過性を有するものを用いた場合、圧電体基板２１に予め金属被覆部（図示せず）を形成しておくと、圧電振動片２をパッケージ３内に収容した後であっても、蓋部材３３を介して前記金属被覆部にレーザーを照射し、前記金属被覆部を除去して圧電体基板２１の質量を減少させることにより（質量削減方式により）、圧電振動片２の周波数調整を行うことができる。
【００２５】
図１または図２に示すように、ベース基板３１の上面には、一対のマウント電極３４ａ、３４ｂが内部空間Ｓに露出するように形成されている。このマウント電極３４ａ、３４ｂの上には、それぞれ、導電性粒子を含有するエポキシ系、ポリイミド系等の導電性接着剤３９ａ、３９ｂが塗布されて（盛られて）おり、さらに、この導電性接着剤３９ａ、３９ｂ上に、前述した圧電振動片２が載置されている。そして、導電性接着剤３９ａ、３９ｂを硬化することにより、圧電振動片２がマウント電極３４ａ、３４ｂ（ベース基板３１）に確実に固定される。
【００２６】
なお、この固定は、導電性接着剤３９ａが圧電振動片２の接続電極２３ａに接触するとともに、導電性接着剤３９ｂが圧電振動片２の接続電極２３ｂに接触するように、圧電振動片２を導電性接着剤３９ａ、３９ｂ上に載置して行う。これにより、導電性接着剤３９ａ、３９ｂを介して、圧電振動片２の左側端部がベース基板３１に固定されるとともに、接続電極２３ａとマウント電極３４ａおよび接続電極２３ｂとマウント電極３４ｂを、それぞれ電気的に接続することができる。また、これにより、圧電振動片２の左側端部は「固定端」となり、右側端部は「自由端」となる。
【００２７】
さらに、圧電振動片２は、ベース基板３１に対して平行ではなく、傾斜して載置されている。
また、図１または図２に示すように、ベース基板３１の下面には、その四隅に位置するように４つの外部端子３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄが設けられている。
これら４つの外部端子３５ａ〜３５ｄのうち、外部端子３５ａ、３５ｂは、それぞれ、ベース基板３１に形成されたビアホールに設けられた導体ポストを介してマウント電極３４ａ、３４ｂに電気的に接続されたホット端子である。また、他の２つの外部端子３５ｃ、３５ｄは、それぞれ、パッケージ３を実装用基板に実装するときに、接合強度を高めたり、パッケージ３と実装用基板との間の距離を均一化するためのダミー端子である。
【００２８】
このようなマウント電極３４ａ、３４ｂおよび外部端子３５ａ〜３５ｄは、それぞれ、例えば、タングステンおよびニッケルメッキの下地層に、金メッキを施すことで形成することができる。
ここで、導電性接着剤３９ｂ中には、図１に示すように、２本のワイヤ（支持体）３８ｂが含まれている。換言すれば、２本のワイヤ３８ｂは導電性接着剤３９ｂに包含されるように、接続電極２３ｂとマウント電極３４ｂとの間に設けられている。そして、各ワイヤ３８ｂの上端部（頂部）近傍は、図２に示すように、圧電振動片２の接続電極２３ｂに接している。これにより、圧電振動片２は、各ワイヤ３８ｂにより下方から支持されることとなる。その結果、圧電振動片２は、各ワイヤ３８ｂとの接点で支持されることとなり、圧電振動片２の傾斜角度を一義的に決定し易くなる。また、各ワイヤ３８ｂの形状や高さを適宜設定することにより、圧電振動片２の傾斜角度を容易かつ正確に調整することができる。
【００２９】
また、ワイヤ３８ｂが導電性接着剤３９ｂで覆われることにより、ワイヤ３８ｂの変形が防止されるとともに、ワイヤ３８ｂがパッケージ３の内部空間Ｓの雰囲気に直接曝されるのを防止することができる。その結果、前記暴露によるワイヤ３８ｂの変質・劣化を抑制することができる。
また、これらのワイヤ３８ｂは、その両端部または途中がマウント電極３４ｂに対して、ワイヤボンディング技術により固定（接合）されているのが好ましい。ワイヤボンディング技術によれば、極めて高い位置精度でかつ比較的簡単にワイヤ３８ｂを固定するとともに、その長さや高さも高精度に制御することができる。したがって、圧電振動片２の傾斜角度も高精度に制御することができる。
【００３０】
なお、ワイヤ３８ｂの固定方法は、ワイヤボンディング技術に限定されず、その他の方法であってもよい。
このようなワイヤ３８ｂは、マウント電極３４ｂ上に、マウント電極３４ｂの上面に直交する面内において、立体的な弧を描くように形成される。この弧の形状（ルーピング形状）は、特に限定されないが、屈折することなくアーチ状に湾曲した形状であるのが好ましい。これにより、ワイヤ３８ｂの形状安定性を高めることができる。
【００３１】
また、ワイヤ３８ｂのマウント電極３４ｂに対する２つの固定部は、図１および図２に示すように、ワイヤ３８ｂが圧電振動片２の長手方向に沿って延在するように配置されている。そして、ワイヤ３８ｂの一部３８ｂ’は、図２に示すように、その形状が圧電振動片２の傾斜角度に沿った形状になっている。ワイヤ３８ｂの形状および配置パターンを上記のようにすることにより、圧電振動片２のワイヤ３８ｂによって支持される部位を、点状でなく線状にすることができる。その結果、圧電振動片２をより安定して支持することができるとともに、支持される部位の面積が拡大することから、圧電振動片２の傾斜角度をより厳密に規定することができる。
【００３２】
また、このように圧電振動片２のワイヤ３８ｂによって支持される部位（頂部近傍）が線状であり、ワイヤ３８ｂの一部３８ｂ’がパッケージ３に対して傾斜角度θで傾斜した平坦部を有しているため、図２の部分拡大図（ａ）に示すように、圧電振動片２の左側最端部２０がマウント電極３４ｂに接していなくても圧電振動片２を確実に支持することができる。すなわち、圧電振動片２の左側最端部２０がマウント電極３４ｂから離間した状態であっても、圧電振動片２の傾斜角度を規定することが可能である。
【００３３】
なお、圧電振動片２の左側最端部２０は、マウント電極３４ｂに接していてもよい。
すなわち、図２の部分拡大図（ｂ）に示すように、圧電振動片２の左側最端部２０がマウント電極３４ｂに接していてもよい。これにより、圧電振動片２は、左側最端部２０と、ワイヤ３８ｂとの接点の、少なくとも２点で支持されることになるため、圧電振動片２の傾斜角度をより正確に規定することができる。
【００３４】
一方、導電性接着剤３９ａ中にも、導電性接着剤３９ｂと同様、２本のワイヤ（支持体）３８ａが含まれている。すなわち、本実施形態では、圧電振動片２とベース基板３１との間に、合計４本のワイヤが含まれていることになる。これらのワイヤ３８ａの構成は、前述したワイヤ３８ｂと同様である。
これらのワイヤ３８ａ、３８ｂの構成材料としては、例えば、金、銅、アルミニウム、またはこれらの合金等が挙げられる。このうち、ワイヤ３８ａ、３８ｂの構成材料は、金または銅を主成分とするものが好ましい。このようなワイヤ３８ａ、３８ｂは、十分な導電性と適度な機械的特性とを両立し得るものとなるため、圧電振動片２を支持するとともに、接続電極２３ａ、２３ｂとマウント電極３４ａ、３４ｂとを電気的に接続し、かつ高い寸法精度で所望の形状に成形し易いものとなる。その結果、導電性接着剤３９ａ、３９ｂの導電性が不十分な場合であっても、接続電極２３ａ、２３ｂとマウント電極３４ａ、３４ｂとの間の導電性が低下するのを防止することができる。
【００３５】
以上のようにして圧電振動片２を傾けた状態で固定することにより、圧電振動片を傾けることなくベース基板と平行に固定した従来の圧電振動子と比べて、圧電振動片２の自由端とベース基板３１との間に十分な離間距離を確保することができる。これにより、圧電振動片２がベース基板３１と接触する可能性を極めて小さくすることができ、この接触に伴う圧電振動子１の振動周波数の設計値からのズレを抑制することができる。
【００３６】
また、本発明によれば、圧電振動片２の傾斜角度を厳密に制御することが可能であるため、傾斜角度のバラツキを抑制することができる。これにより、圧電振動片２の傾斜角度が足らず、ベース基板３１と接触してしまったり、圧電振動片２を傾け過ぎて、蓋部材３３と接触したりする不具合を避けることができる。
また、本発明によれば、このような圧電振動片２の傾斜角度を簡単かつ厳密に調整することができる。これは、従来のように厚膜焼成等の複雑な技術や凸部を形成する複雑な工程を経ることなく、単にワイヤ３８ａ、３８ｂを配置したことによって圧電振動片２の傾斜角度を調整可能としたためである。特に、ワイヤ３８ａ、３８ｂをワイヤボンディング技術を用いて配置することにより、数値制御によって高い位置精度で寸法精度の高いワイヤ３８ａ、３８ｂを配置することができる。しかも、ワイヤ３８ａ、３８ｂの形状（高さ等）は簡単に変更することができるので、例えば複数種の圧電振動片２が混在した製造ラインにおいても、圧電振動片２の種類に応じてワイヤ３８ａ、３８ｂの形状を個々に変更することによって、圧電振動片２の種類によらず常に最適な傾斜角度を再現することができる。
【００３７】
さらには、ワイヤ３８ａ、３８ｂが導電性を有する場合、圧電振動片２の接続電極２３ａ、２３ｂとベース基板３１のマウント電極３４ａ、３４ｂとの間が、ワイヤ３８ａ、３８ｂを介して電気的に接続されることとなる。これらの電極間は、前述した導電性接着剤３９ａ、３９ｂにより電気的に接続されているものの、ワイヤ３８ａ、３８ｂはその接続性をさらに補強するように作用することができる。これにより、接続電極２３ａ、２３ｂとマウント電極３４ａ、３４ｂとの間の導電性を高めることができる。
【００３８】
ここで、導電性接着剤のみを介した接続では、導電性接着剤に特有の原因から、導電性が低下してしまうおそれがあった。具体的には、導電性接着剤は導電性フィラーを分散した樹脂材料からなるが、導電性接着剤が硬化するときには、導電性フィラーの周囲から先に硬化が始まり、硬化完了時には導電性接着剤の中央部分に導電性フィラーが偏在してしまう問題が知られていた。このような状態になると、被着体である接続電極やマウント電極の近傍には導電性フィラーが存在することができず、導電性接着剤の導電経路が途切れることとなる。そして、導電性が低下するとともに、導電性フィラーに偏在によって導電性接着剤の接合強度の低下をも招き、結果的に、圧電振動子の振動周波数が設計値から外れる現象、いわゆる「周波数ジャンプ」を招くことが問題となっていた。
【００３９】
これに対し、本発明では、前述したように接続電極２３ａ、２３ｂとマウント電極３４ａ、３４ｂとの間の電気的接続をワイヤ３８ａ、３８ｂが補助的に担うことにより、前述した導電性の低下を避けるとともに、ワイヤ３８ａ、３８ｂが導電性接着剤３９ａ、３９ｂを機械的に補強することにより、接合強度の低下も避けることができる。その結果、前述した「周波数ジャンプ」の発生を防止し得る、信頼性の高い圧電振動子１を得ることができる。
【００４０】
なお、ワイヤ３８ａ、３８ｂの外径は、支持体として機械的特性（剛性）やボンディング容易性等に応じて適宜設定されるものの、１０〜１００μｍ程度であるのが好ましく、１５〜５０μｍ程度であるのがより好ましい。
また、ワイヤ３８ａ、３８ｂの平面視における長さは、接続電極２３ａ、２３ｂやマウント電極３４ａ、３４ｂの長さに応じても適宜設定されるが、好ましくは圧電振動片２の長さの１〜３０％程度とされ、より好ましくは２〜２０％程度とされる。
【００４１】
さらに、ワイヤ３８ａ、３８ｂのうち、圧電振動片２に接している部分の長さは、好ましくは圧電振動片２の長さの０．５〜２０％程度とされ、より好ましくは１〜１５％程度とされる。
ここで、ワイヤ３８ａ、３８ｂの他の構成例について説明する。
図３、４は、それぞれワイヤ３８ａ、３８ｂの他の構成例を示す（ａ）上面図および（ｂ）断面図である。
【００４２】
図３に示すワイヤ３８１ａ、３８１ｂは、その形状および配置パターンが異なる以外は、ワイヤ３８ａ、３８ｂと同様である。
具体的には、ワイヤ３８１ａ、３８１ｂは、それぞれのワイヤの両端部がマウント電極３４ａに対して固定される位置が異なっており、その延在方向は、圧電振動片２の短手方向である。
【００４３】
また、ワイヤ３８１ａとワイヤ３８１ｂのうち、左側に位置するワイヤ３８１ａは、右側に位置するワイヤ３８１ｂに比べて高さが低くなっている。この高さの差は、圧電振動片２の傾斜角度に応じて設定されている。すなわち、ワイヤ３８１ａ、３８１ｂの上端部が圧電振動片２の下面を支持することにより、ワイヤ３８１ａとワイヤ３８１ｂの高さの差に応じて圧電振動片２の傾斜角度が規定されることとなる。このようなワイヤ３８１ａ、３８１ｂによれば、圧電振動片２の短手方向における傾きも厳密に制御することができ、これにより圧電振動子１の特性をより安定化することができる。
【００４４】
なお、ワイヤ３８ａ、３８ｂとワイヤ３８１ａ、３８１ｂとは、互いにその延在方向が異なっているが、これらは混在して設けられていてもよい。
また、ワイヤ３８１ａ、３８１ｂの上端部は、一部が平坦になっているのが好ましい。これにより、圧電振動片２のワイヤ３８１ａ、３８１ｂによって支持される部位が点状ではなく線状になるため、圧電振動片２をより安定して確実に支持することができる。また、頂部の高ささえ制御すれば、ワイヤのルーピング形状を図２の場合ほど厳密に制御する必要がないので、製造容易性も高い。
【００４５】
図４に示すワイヤ３８２ａ、３８２ｂは、その形状および配置パターンが異なる以外は、ワイヤ３８ａ、３８ｂと同様である。
具体的には、ワイヤ３８２ａ、３８２ｂは、金属ワイヤを円柱状、球状またはこれらに準じた形状に成形したものである。この金属ワイヤの成形は、例えばワイヤボンディング技術のうちの「ボールボンディング技術」を用いて行うことができる。ボールボンディング技術では、金属ワイヤの先端を放電によりボール状に成形した後、先端をマウント電極３４ａ、３４ｂに押し付ける。この際、金属ワイヤを押し付ける荷重や、超音波、熱等の要素により、金属ワイヤの先端とマウント電極３４ａ、３４ｂに接合される。その後、先端部を残して金属ワイヤを切断することにより、ワイヤ３８２ａ、３８２ｂを形成することができる。
なお、これらのワイヤ３８２ａ、３８２ｂは、前述したワイヤ３８１ａ、３８１ｂと同様、左側に位置するワイヤ３８２ａが右側に位置するワイヤ３８２ｂに比べて高さが低くなっている。
【００４６】
（圧電振動子の製造方法）
次に、本発明の圧電デバイスの製造方法として、前述した圧電振動子１の製造方法を例に説明する。図５は、図２に示す圧電振動子の製造方法を説明するための図である。
図５に示す圧電振動子１の製造方法は、枠部材３２を積層したベース基板３１のマウント電極３４ａ、３４ｂ上にワイヤ３８ａ、３８ｂをワイヤボンディングする工程と、マウント電極３４ａ、３４ｂ上に導電性接着剤３９ａ、３９ｂを供給する工程と、圧電振動片２を載せ、固定する工程と、蓋部材３３を積層する工程とを有する。
【００４７】
以下、これらの各工程について順次説明する。なお、以下の説明では、接続電極２３ｂ、マウント電極３４ｂ、ワイヤ３８ｂおよび導電性接着剤３９ｂについて代表に説明する。
まず、図５（ａ）に示すように、ベース基板３１のマウント電極３４ｂにワイヤ３８ｂをワイヤボンディング技術により配置する。なお、ワイヤ３８ｂは、マウント電極３４ｂ上に立体的な弧を描くように成形される。
【００４８】
次いで、図５（ｂ）に示すように、ワイヤ３８ｂを包含するように、マウント電極３４ｂ上に導電性接着剤３９ｂを供給する。この際、導電性接着剤３９ｂは流動性を有するものであるが、ワイヤ３８ｂを覆うように供給することにより、導電性接着剤３９ｂをワイヤ３８ｂ近傍に確実に留まらせることができる。その結果、導電性接着剤３９ｂを供給する際の位置精度を高めることができる。特に、ワイヤ３８ｂが金属ワイヤであれば、導電性接着剤３９ｂに対して比較的親和性が高いので、上述したような作用・効果がより顕著なものとなる。
【００４９】
次いで、図５（ｃ）に示すように、導電性接着剤３９ｂ上に圧電振動片２を載せ、その後、導電性接着剤３９ｂを硬化させる。導電性接着剤３９ｂの硬化方法は、含まれる樹脂材料の特性等に応じて異なるものの、乾燥させる方法、紫外線を照射する方法、加熱する方法、所定の雰囲気に曝す方法等が挙げられる。これにより、圧電振動片２がマウント電極３４ｂに対して固定されるとともに電気的に接続される。
次に、図５（ｄ）に示すように、蓋部材３３を枠部材３２上に積層する。これにより、ベース基板３１、枠部材３２および蓋部材３３の積層体からなるパッケージ３が形成されるとともに、その内部空間Ｓに圧電振動片２が収納された圧電振動子１が得られる。
【００５０】
（電子部品付き圧電デバイス）
次に、本発明の圧電デバイスの一例として電子部品付き圧電デバイスについて説明する。
図６は、本発明の電子部品付き圧電デバイスの実施形態を示す断面図である。なお、以下の説明では、説明の便宜上、図６中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
【００５１】
図６に示す電子部品付き圧電デバイス１００は、本発明の圧電デバイスに相当する構成を含み、さらに、圧電振動片２００を駆動する電子部品４００を同一のパッケージ３００内に実装している。この電子部品４００に発振回路を形成することにより電子部品付き圧電デバイス１００を圧電発振器として構成したり、角速度検出回路を形成することにより電子部品付き圧電デバイス１００を圧電ジャイロとして構成することができる。
【００５２】
以下、このような電子部品付き圧電デバイス１００を構成する各部について、順次、詳細に説明する。
まず、圧電振動片２００の構成は、前述した圧電振動片２と同様である。
また、パッケージ３００は、圧電振動片２００および電子部品４００をそれぞれ収納する空間を確保するために、複数の枠部材を備えている以外は、前述したパッケージ３と同様である。
【００５３】
具体的には、パッケージ３００は、その平面視にて略長方形状をなしている。このようなパッケージ３００は、図６に示すように、板状のベース基板３１０と、枠状の枠部材３２１と、枠部材３２１より内側の貫通孔が大きい枠部材３２２と、板状の蓋部材３３０とを有している。これらのベース基板３１０、枠部材３２１、枠部材３２２および蓋部材３３０は、この順で積層されている。そして、パッケージ３００は、ベース基板３１０、枠部材３２１、枠部材３２２および蓋部材３３０で画成された内部空間Ｓに、圧電振動片２００および電子部品４００を収納している。
【００５４】
また、枠部材３２１、３２２の構成は、それぞれ前述した枠部材３２と同様であるが、枠部材３２１は、電子部品４００を収納するための貫通孔３２１０を有しており、枠部材３２２は、圧電振動片２００を収納するための貫通孔３２２０を有している。
また、内部空間Ｓのうち、貫通孔３２２０に対応する部分の底面（枠部材３２１の上面）には、２つのマウント電極３４０が設けられている。
【００５５】
さらに、ベース基板３１０の下面には、外部端子３５０が設けられている。これらの外部端子３５０は、電子部品付き圧電デバイス１００を回路基板（図示せず）等に実装する際に、電子部品付き圧電デバイス１００と回路基板とを固定するとともに、両者の電気的接続を図るための端子である。
なお、ベース基板３１０の下面には、必要に応じて、後述する電子部品４００の特性検査や、電子部品４００内の各種情報（例えば、圧電デバイスの温度補償情報）の書き換え（調整）を行うための書込端子が形成されていてもよい。
【００５６】
一方、ベース基板３１０の上面には、配線パターン３６０が設けられている。そして、ベース基板３１０の一部にはビアホールが形成されており、このビアホール内に設けられた導体ポスト（図示せず）を介して、ベース基板３１０の上面の配線パターン３６０と下面の外部端子３５０とが電気的に接続されている。
また、この配線パターン３６０と前述したマウント電極３４０とが図示しない配線を介して電気的に接続されている。
【００５７】
パッケージ３００の内部空間Ｓのうち、貫通孔３２１０に対応する部分には電子部品４００が実装（搭載）されている。電子部品４００は、例えば集積回路素子（ＩＣ）であり、圧電振動片２を駆動する機能を有する。このような電子部品４００は、絶縁性（非導電性）の接着剤や、接着シート等の接着部材４４０によりベース基板３１０に接合されている。また、例えばワイヤボンディング技術により形成された金属ワイヤ４５０（ボンディングワイヤ）により、電子部品４００の電極部（図示せず）とベース基板３１０の上面に形成された配線パターン３６０とが電気的に接続されている。
【００５８】
なお、接着部材４４０および金属ワイヤ４５０に代えて、いわゆるフェイスダウンボンディングにより電子部品４００をベース基板３１０上に固定するとともに配線パターン３６０に電気的に接続するようにしてもよい。
また、圧電振動片２００の接続電極２３ａ、２３ｂとパッケージ３００のマウント電極３４０との間は、導電性接着剤３９０を介して固定されている。さらに、導電性接着剤３９０中には、ワイヤ３８０が含まれている。このワイヤ３８０は、前述したワイヤ３８ａ、３８ｂと同様のものであり、また、導電性接着剤３９０も、前述した導電性接着剤３９ａ、３９ｂと同様のものである。
以上のような各種配線により、電子部品付き圧電デバイス１００は、外部端子３５０を介して、電子部品４００と外部との間の信号の入出力を行うとともに、電子部品４００により圧電振動片２００を駆動することができる。
【００５９】
（電子部品付き圧電デバイスの製造方法）
次に、本発明の電子部品付き圧電デバイスの製造方法として、前述した電子部品付き圧電デバイス１００の製造方法を例に説明する。図７は、図６に示す電子部品付き圧電デバイスの製造方法を説明するための図である。
図７に示す電子部品付き圧電デバイス１００の製造方法は、ベース基板３１０、枠部材３２１および枠部材３２２をこの順で積層した積層体のベース基板３１０上に電子部品４００を搭載する工程と、電子部品４００と配線パターン３６０とをワイヤボンディングするとともに、マウント電極３４０上にワイヤ３８０を形成する工程と、マウント電極３４０上に導電性接着剤３９０を供給する工程と、圧電振動片２００を載せ、固定する工程と、蓋部材３３０を積層する工程とを有する。
【００６０】
以下、これらの各工程について順次説明する。
まず、図７（ａ）に示すように、下からベース基板３１０、枠部材３２１および枠部材３２２をこの順で積層した後、貫通孔３２１０内のベース基板３１０上に電子部品４００を搭載する。
次いで、ワイヤボンディング技術により、電子部品４００の電極部と配線パターン３６０とを金属ワイヤ４５０で接続する。続いて、同一の工程内で、マウント電極３４０上にワイヤ３８０を配置する。これらの金属ワイヤ４５０およびワイヤ３８０に、同種のボンディングワイヤ（金属ワイヤ）を用いることにより、電子部品付き圧電デバイス１００の部品点数を削減することができ、その低コスト化および構造の簡略化を図ることができる。
【００６１】
次いで、図７（ｂ）に示すように、ワイヤ３８０を包含するように、マウント電極３４０上に導電性接着剤３９０を供給する。
次いで、図７（ｃ）に示すように、導電性接着剤３９０上に圧電振動片２００を載せ、その後、導電性接着剤３９０を硬化させる。これにより、圧電振動片２００がマウント電極３４０に対して固定されるとともに電気的に接続される。
【００６２】
次に、図７（ｄ）に示すように、蓋部材３３０を枠部材３２２上に積層する。これにより、ベース基板３１０、枠部材３２１、枠部材３２２および蓋部材３３０の積層体からなるパッケージ３００が形成されるとともに、その内部空間Ｓに圧電振動片２００および電子部品４００が収納された電子部品付き圧電デバイス１００が得られる。
以上のような本発明の電子部品付き圧電デバイスの製造方法によれば、電子部品４００と配線パターン３６０とを接続するワイヤボンディングのプロセスと、マウント電極３４０上にワイヤ３８０を形成するプロセスとを、同一の工程内で連続して行うことができる。その結果、工程数を削減することができ、電子部品付き圧電デバイスの製造方法を簡略化することができる。
以上説明したような圧電振動子１および電子部品付き圧電デバイス１００に代表される圧電デバイスは、各種の電子機器に適用することができ、得られる電子機器は、信頼性の高いものとなる。
【００６３】
本発明の圧電デバイス（圧電振動子）および電子部品付き圧電デバイスを備える電子機器としては、特に限定されないが、例えば、パーソナルコンピューター（モバイル型パーソナルコンピューター）、携帯電話機、ディジタルスチルカメラ、インクジェット式吐出装置（例えばインクジェットプリンター）、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシミュレーター等が挙げられる。
以上、本発明の圧電デバイス（圧電振動子）および電子部品付き圧電デバイスについて、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これらに限定されるものではない。
【００６４】
例えば、電子部品付き圧電デバイス１００を有するパッケージ３００は、圧電振動片２００と電子部品４００とを同梱するものであるが、本発明の圧電デバイスはこのような構成に限定されず、例えば、圧電振動子１と電子部品とを実装用基板上に積層し、これらをモールド材で被覆したような構成であってもよい。
また、導電性接着剤とワイヤとは同じ箇所に設けられていなくてもよく、それぞれ離れた箇所に設けられていてもよい。
さらに、ワイヤの本数は、特に限定されず、１本または３本以上のワイヤが設けられていてもよい。
【符号の説明】
【００６５】
１‥‥圧電振動子  ２‥‥圧電振動片  ２０‥‥左側最端部  ２１‥‥圧電体基板  ２２ａ、２２ｂ‥‥励起電極  ２３ａ、２３ｂ‥‥接続電極  ２４ａ、２４ｂ‥‥配線  ３‥‥パッケージ  ３１‥‥ベース基板  ３２‥‥枠部材  ３３‥‥蓋部材  ３４ａ、３４ｂ‥‥マウント電極  ３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ‥‥外部端子  ３８ａ、３８ｂ、３８１ａ、３８１ｂ、３８２ａ、３８２ｂ‥‥ワイヤ  ３８ｂ’‥‥ワイヤの一部  ３９ａ、３９ｂ‥‥導電性接着剤  １００‥‥電子部品付き圧電デバイス  ２００‥‥圧電振動片  ３００‥‥パッケージ  ３１０‥‥ベース基板  ３２１、３２２‥‥枠部材  ３２１０、３２２０‥‥貫通孔  ３３０‥‥蓋部材  ３４０‥‥マウント電極  ３５０‥‥外部端子  ３６０‥‥配線パターン  ３８０‥‥ワイヤ  ３９０‥‥導電性接着剤  ４００‥‥電子部品  ４４０‥‥接着部材  ４５０‥‥金属ワイヤ  Ｓ‥‥内部空間  θ‥‥傾斜角度
【図１】
2010219719.tif 000003
【図２】
2010219719.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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